توموگرافی همبستگی پخشیدگی با کنتراست خال دار مادون قرمز نزدیک برای تصویربرداری غیر تماسی از توزیع جریان خون بافت ۲۰۲۲
Near-Infrared Speckle Contrast Diffuse Correlation Tomography for Noncontact Imaging of Tissue Blood Flow Distribution 2022

تصویربرداری از توزیع جریان خون (BF) بافتی، اطلاعات حیاتی برای تشخیص و پایش درمانی بیماری های عروقی مختلف فراهم می کند. روش نوآورانه توموگرافی همبستگی پراکنش نقطه ای مادون قرمز نزدیک (scDCT)، توزیع های سه بعدی کامل BF را تولید می کند. ویژگی های پیشرفته متعددی نسبت به فناوری های رقیب ارائه می شود، از جمله تراکم نمونه برداری بالا، اکتساب سریع داده، غیرتهاجمی بودن، غیرتماسی بودن، مقرون به صرفه بودن، قابلیت حمل و نقل و قابلیت ترجمه به اندازه های مختلف سوژه. اصل اساسی، ابزار دقیق و الگوریتم های تجزیه و تحلیل داده به طور مفصل ارائه شده است. کاربردهای گسترده ای خلاصه شده است، از جمله تصویربرداری از BF مغزی (CBF) در موش ها، موش های صحرایی و بچه خوک ها با نفوذ جمجمه به عمق مغز. نتایج آزمایش های بالینی انسانی با بازیابی توزیع های BF در نوزادان نارس (CBF) از طریق دیواره انکوباتور و بر روی بافت های سوختگی حساس و فلپ های پوستی ماستکتومی بدون تعامل مستقیم دستگاه با بافت، شرح داده شده است. فعالیت های پشتیبانی ترسیم شده شامل قابلیت یکپارچه برای کسب اطلاعات انحنای سطح، نقشه برداری سریع جریان خون دوبعدی و بهینه سازی از طریق فانتوم های شبیه به بافت و شبیه سازی های رایانه ای است. این کاربردها و فعالیت ها، هم توانایی ها و محدودیت های مورد انتظار scDCT را برای انطباق در تحقیقات پیش بالینی/بالینی خود، استفاده در محیط های محدود (یعنی کنار تخت در بخش مراقبت های ویژه نوزادان) و استفاده بر روی افراد آسیب پذیر و مکان های اندازه گیری برجسته و هم خواننده را راهنمایی می کنند.

Imaging of tissue blood flow (BF) distributions provides vital information for the diagnosis and therapeutic monitoring of various vascular diseases. The innovative near-infrared speckle contrast diffuse correlation tomography (scDCT) technique produces full 3D BF distributions. Many advanced features are provided over competing technologies including high sampling density, fast data acquisition, noninvasiveness, noncontact, affordability, portability, and translatability across varied subject sizes. The basic principle, instrumentation, and data analysis algorithms are presented in detail. The extensive applications are summarized such as imaging of cerebral BF (CBF) in mice, rat, and piglet animals with skull penetration into deep brain. Clinical human testing results are described by recovery of BF distributions on preterm infants (CBF) through incubator wall, and on sensitive burn tissues and mastectomy skin flaps without direct device-tissue interactions. Supporting activities outlined include integrated capability for acquiring surface curvature information, rapid 2D blood flow mapping, and optimizations via tissue-like phantoms and computer simulations. These applications and activities both highlight and guide the reader as to the expected abilities and limitations of scDCT for adapting into their own preclinical/clinical research, use in constrained environments (i.e., neonatal intensive care unit bedside), and use on vulnerable subjects and measurement sites.